在总压为110.5 kPa的条件下,采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上,氨的气、液相组成分别为y=0.032、y=0.032。气膜吸收系数kG=5.2×10-6 kmol/(m2·s·kPa),液膜吸收系数kL=1.55×10-4 m/s。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律,溶解度系数H=0.725 kmol/(m3·kPa)。(1)试计算以y=0.032、y=0.032表示的总推动力和相应的总吸收系数; (2)试分析该过程的控制因素。

步骤 1：计算以气相分压差表示的总推动力
根据题意，气相分压差表示的总推动力为$P=P-P={P}_{1}$，其中$P$为气相分压，$P$为液相分压，$P$为总压。根据题意，$P=110.5kPa$，$y=0.032$，$c=1.06kmol/m^3$，$H=0.725kmol/(m^3·kPa)$。因此，$P=P-P={P}_{1}=110.5\times 0.032-\dfrac {1.06}{0.725}=2.074kPa$。
步骤 2：计算以气相分压差表示的总吸收系数
根据题意，气膜吸收系数$kG=5.2\times 10^{-6}kmol/(m^2·s·kPa)$，液膜吸收系数$kL=1.55\times 10^{-4}m/s$。因此，以气相分压差表示的总吸收系数为$\dfrac {1}{{x}_{n}}=\dfrac {1}{15{k}_{1}}+\dfrac {1}{k}=1\dfrac {1}{0.25\times 1.55\times {10}^{-4}}-\dfrac {1}{5.3\times {10}^{-1}}$${K}_{G}=4.97\times {10}^{-6}$kmol/(m2·s·kPa)。
步骤 3：计算以液相组成差表示的总推动力
根据题意，以液相组成差表示的总推动力为$C=C-C$，其中$C$为液相组成，$C$为气相组成。根据题意，$C=1.06kmol/m^3$，$y=0.032$，$H=0.725kmol/(m^3·kPa)$。因此，$C=C-C=1.06-0.032\times 110.5\times 0.725=0.001kmol/m^3$。
步骤 4：计算以液相组成差表示的总吸收系数
根据题意，以液相组成差表示的总吸收系数为$\dfrac {1}{{x}_{n}}=\dfrac {1}{15{k}_{1}}+\dfrac {1}{k}=1\dfrac {1}{0.25\times 1.55\times {10}^{-4}}-\dfrac {1}{5.3\times {10}^{-1}}$${K}_{G}=4.97\times {10}^{-6}$kmol/(m2·s·kPa)。
步骤 5：分析该过程的控制因素
根据题意，气膜阻力占总阻力的百分数为$\dfrac {1/KG}{1/{K}_{G}}=\dfrac {{K}_{G}}{{K}_{G}}=\dfrac {4.97\times {10}^{-6}}{5.2\times {10}^{-6}}\times 100=95.58$气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。